基于ADS的微波压控振荡器设计(4)
3.调频噪音和相位噪音：在振荡器电路中，由于存在各种不确定因素的影响，使振荡频率和振荡幅度随机起伏。振荡频率的随机起伏称为瞬间频率稳定度，频率的瞬间变化将产生调频噪音、相位噪音和相位抖动。振荡幅度的随机起伏将引起调幅噪音。
其中第二点和第三点一般用来描述振荡器的实际输出谱，而振荡器实际输出谱如图2所示，
图2.振荡器的实际输出谱
而在其他的指标中，还包括了推频系数，电调速度，频率牵引等，推频系数表示了由于电源电压变化而引起的振荡频率的变化；频率牵引则表示了负载的变化对振荡频率的影响；电调速度表示了振荡频率随调谐电压变化快慢的能力。
2.6 振荡器的设计方法
振荡器的传统设计方法是根据给定的技术指标，选择振荡器件和电路形式，按照设计资料以及设计经验，进行电路的设计制作和调测，并根据所测性能和给定的技术指标进行比较修改。而在引入CAD设计技术后，这个过程可以简化调整为：定模，分析和最优化，大大减少了工作量，本论文采用的就是利用ADS软件进行VCO的设计。
本次毕业设计中，所有过程均在ADS仿真软件中进行，在设计开始时就先要确定具体的电路方案和实验步骤。由于是利用ADS进行VCO设计，所以我把本次VCO设计分成以下几个步骤。第一步就是选取管子，本次主要采用的是AT41411硅双极管，关于AT41411硅双极管的具体参数可以参见第三章第二节，然后，设计的第二步就是偏置电路的设计，直流偏置电路的主要设计目的是根据三极管的噪声特性确定偏执电阻，第三步则是变容管的测量，这一步的目的是通过仿真确定得出变容二极管的VC特性，再由变容管的VC特性结合本次设计的振荡器频率获得可变电容的值，并确定二极管两端的直流电压，实验的第四步则是振荡器的瞬时仿真，通过输出点的振荡波形判断振荡是否稳定并开始调整电路以获得符合设计指标的波形，第五步就是振荡器的谐波仿真，以获得相位噪声，最后一步是振荡频率线性度分析，主要是生成压控曲线，观察振荡器的压控线性度。
2.7 本章小结
本章主要论述的是振荡器的定义分类等概念，并简略介绍了振荡器的物理模型和主要指标，在第吹冰小节则是简要介绍了本次设计的大概过程，具体设计过程详见第四章。
3.VCO电路的设计
3.1设计目标
利用ADS设计一个VCO电路，工作频率为2.4GHz左右。
3.2器件选型
本次试验选用的振荡器是HP公司生产的AT41411硅双极管，AT41411硅双极管在ADS软件中器件库中带有，可以直接使用。
AT41411硅双极管主要的指标有：
低噪音特性：1GHz时噪音系数是1.4dB；2GHz时噪音系数是1.8dB；
高增益：1GHz是增益为18dB；2GHz时增益为13dB；
截至频率是：7GHz，有足够宽的频带；
直流偏置：Vce＝8V；Ic＝20 mA；
封装形式：STO143；
因为该振荡器工作的频率较高，因此晶体管之间的结电容和封装管子引入的引线电感和分布电容就必须要考虑了。图3是双极性硅管的高频信号模型，具体的典型参数值在表1。图4是考虑了封装后的双极性硅管的高频信号模型